Ir sensorer

I dagens lektion kommer vi att lära oss om den teknik som används för att känna av vår miljö. Låt oss titta på den här korta videon, och sedan vill jag att du svarar på några frågor individuellt. Låt oss ha tålamod i några minuter för att ir sensorer på några frågor. Ge ut en preliminär frågesport. Nu när du har haft tid att svara på frågorna vill jag att du och din partner diskuterar dina svar med varandra och förfina dina svar.

Cirkulera klassen; titta på och lyssna på elevernas svar. Vem kan berätta hur polisen kunde " se " rånarna? Välj en grupp att svara på. Ja, polisen kunde " se värmen. Peka på den infraröda sektionen. Figur 1. Jämförelse av våglängd, frekvens och energi för det elektromagnetiska spektrumet. Detta diagram visar de olika våglängderna för det elektromagnetiska spektrumet.

Vetenskapskurser, till skillnad från vattenvågor eller ljudvågor, behöver dessa typer av vågor inte ir sensorer miljö att passera genom; Peka på det synliga spektrumet. Det synliga spektrumet är vad det mänskliga ögat kan se. Strax bortom det synliga spektrumet är det infraröda spektrumet. Vad händer med våglängden och frekvensen när vi går bortom synligt ljus? Vänta tills studenten svarar.

Det stämmer, våglängden blir längre och frekvensen blir mindre. Infraröd, känd som IR, ligger bortom den röda kanten av synligt ljus och sträcker sig från en våglängd på NM 0. Infraröd är osynlig för mänskliga ögon, men människor kan känna det som värme. IR-spektrumet är användbart för detektering och detektering. Alla föremål, både levande och livlösa, avger värme och avger därför infraröd strålning.

Ge eleverna möjlighet att svara. Alla objekt har temperaturer över absolut noll-temperaturforskare har aldrig kunnat uppnå. Infraröd strålning kan detekteras med hjälp av elektroniska kretsar. Visa eleverna några bilder som pekar på ett mänskligt ansikte och en bärbar strömkälla som avger energi. Här är exempel på både levande och icke-levande föremål som avger IR. Nattvisionskameror, som de i polisvideo, använder speciella elektroniska fantasier som är känsliga för IR, som avges av de varma kropparna av rånare och hundar.

Dessa varma föremål verkade som Vita i videon. Figur 2. Termisk bildteknik upptäcker infraröda vågor som är osynliga för mänskliga ögon. Titta på dessa bilder och tänk på ditt svar på den här frågan: Hur kan IR användas av läkare inom medicinområdet? Lyssna sedan på några av elevernas svar. Ir sensorer sjukdomar orsakar förändringar i hudens yttemperatur som kan detekteras av IR.

Till exempel kännetecknas tumörer av områden med ökat blodflöde och metabolism, vilket leder till en ökning av temperaturen, vilket gör dem detekterbara med IR. Tekniken, kallad termisk bildbehandling, använder IR för att mäta kroppstemperatur och har använts för att upptäcka diabetes, kärlsjukdomar och cancer. På samma uppdrag: vetenskap webbsida, rulla ner och visa två bilder av Carina nebula.

Titta på dessa två bilder av Carina nebula som tagits från Hubble Space Telescope under olika förhållanden.

Denna nebula är en av de största på vår himmel och består av interstellärt damm och joniserade gaser. Vilken ny information visar den infraröda bilden? Vänta på elevernas svar. Vi kan se nya stjärnor ir sensorer avger värme gömd bakom täta gasmoln. På samma webbsida, rulla ner och visa en bild av skogsbränder i norra Kalifornien. Varför används IR-teknik här? Vänta på att eleverna ska svara.

Källorna till skogsbränder är inte synliga bakom tjocka rökmoln, men värmen som utstrålas av dem kan bestämmas direkt med IR-teknik för att bekämpa bränder. I början av klassen använde jag en fjärrkontroll för att slå på projektorn. Har du sett en ljusstråle som lyser mellan fjärrkontrollen och projektorn? Förvänta eleverna att säga nej; ljuset var inte synligt. Det stämmer, vilken typ av ljus är det?

Förvänta dig att eleverna säger IR. Ja, det är infrarött. Och kan vi se IR? Nej, det är osynligt för mänskliga ir sensorer. Det stämmer, det mänskliga ögat kan inte se IR. Så hur fungerar fjärrkontrollen? Diskutera ditt svar med din partner. Vänta på att eleverna diskuterar i par; ring sedan eleven för att svara. Expandera sedan med följande. Signalen som genereras av enheten är en uppsättning unika pulser som känns igen av projektorn och får den att slås på.

Varför använder vi kodade pulser? Vi vill inte slå på alla enheter, bara vad som är anslutet till den här fjärrkontrollen. Därför, ibland, istället för att direkt mäta IR som emitteras av ett objekt, skapar ingenjörer enheter som avger IR i en serie pulser för att styra en enhet som en TV eller videobandspelare. På samma uppdrag: vetenskaplig webbsida, rulla upp toppen av sidan och visa ett foto av en hand med en fjärrkontroll.

Läs bildtexten under bilden.En typisk TV-fjärrkontroll använder infraröd energi vid en våglängd runt nanometer. I enlighet med principerna för driftssektionen, peka på det övre diagrammet. Så här använder ingenjörer IR för att upptäcka närvaron av föremål. Peka på följande diagram, under den första. Ljussensorn mäter sedan mängden IR-ljus som reflekteras från ytan. Vi kommer att svara på några frågor om vad vi lärde oss idag och sedan tillämpa begreppen på ingenjörsutmaningen, se relaterad aktivitet vid lunch för att få ytterligare instruktioner.

I den indirekta typen är båda dioderna placerade sida vid sida genom ett fast föremål framför sensorn. PIN-konfigurationen för IR-sensormodulen diskuteras nedan. I de flesta situationer används en laserdiod eller LED som källa. En LED används för icke-avbildande infraröda sensorer, medan en laserdiod används för infraröda sensorer. Den infraröda sensorns funktion kan utföras genom att avge energi som detekteras och tas emot genom detektorn.

Dessutom bearbetas den via en signalprocessor för att erhålla nödvändiga data. Passiv infraröd sensor den passiva infraröda PIR-sensorn innehåller endast detektorer, och denna typ av sensor använder mål som infraröda sändare eller källor. Därefter används signalprocessorn för att förstå signalen för att erhålla nödvändiga data. Termisk infraröd Sensor dessa typer av sensorer är våglängdsoberoende och de använder värmeliknande energikällor.

De är långsamma tillsammans med svarstiden samt detekteringstiden. Quantum infraröd Sensor dessa typer av sensorer är våglängdsberoende, och svarstiden och detekteringstiden de har är höga. Dessa ir sensorer av infraröda sensorer måste kylas om för noggrann mätning. I denna krets används operationsförstärkaren som en spänningskomparator, och sensorutgången kan justeras med hjälp av en potentiometer baserat på kravet.

Efter att strålningen på fotodioden är större kommer spänningsfallet att vara större i serien av motstånd. I operationsförstärkaren utvärderas båda spänningarna. Med hjälp av en potentiometer kan tröskelspänningen justeras baserat på miljöförhållanden. När den infraröda lysdioden är placerad direkt framför den infraröda mottagaren kan denna plats kallas framåtfrekvensen.

Således kommer i detta fall nästan all strålning från den infraröda lysdioden att falla på den ir sensorer mottagaren.